Kính cứng hơn thép

Kính vốn được yêu thích vì trong suốt, cho phép con người nhìn xuyên qua, đồng thời dễ lau sạch và phù hợp với nhiều ứng dụng trong đời sống. Tuy nhiên, ưu điểm ấy luôn đi kèm một nhược điểm lớn: kính yếu, giòn, dễ nứt hoặc vỡ khi chịu va đập mạnh từ bên ngoài. Nhóm khoa học thuộc Viện Công nghệ California và Phòng thí nghiệm quốc gia Berkeley tại Mỹ quyết định giải quyết điểm yếu đó bằng một hướng nghiên cứu đầy tham vọng. Mục tiêu của họ là tạo ra loại kính vừa cứng, vừa đàn hồi, thậm chí có khả năng vượt qua thép trong những điều kiện chịu lực nhất định. Kết quả thử nghiệm cho thấy vật liệu mới sở hữu độ bền lớn hơn mọi vật liệu mà con người từng biết, theo thông tin được Discovery News công bố. Thành tựu này mở ra triển vọng thay đổi quan niệm lâu nay rằng kính bắt buộc phải là vật liệu trong suốt nhưng mong manh, dễ tổn thương. Bí quyết nằm ở paladi, một kim loại có độ cứng lớn, được đưa vào thành phần để khắc chế tính giòn vốn có của thủy tinh. Sự kết hợp đặc biệt giữa thủy tinh và paladi tạo nên vật liệu được các chuyên gia gọi là kính kim loại, với tính chất khác xa kính thông thường. Nhờ cấu trúc mới, vật liệu có thể tiếp nhận lực tác động mà không lập tức xuất hiện những vết nứt lan rộng và nguy hiểm. Trong một thử nghiệm đáng chú ý, nhóm nghiên cứu dùng vật nặng đập mạnh lên mẫu kính để kiểm tra khả năng chống va chạm thực tế. Mẫu kính không bị nứt hoàn toàn sau cú giáng mạnh, cho thấy vật liệu vẫn duy trì được sự liên kết thay vì vỡ vụn như kính thông thường. Kết quả ấy chứng minh kính kim loại không chỉ cứng trên lý thuyết mà còn có khả năng chống chịu trước tác động cơ học rõ rệt. Robert Richie, một thành viên nhóm nghiên cứu, nhận định kính mới cứng hơn thép vì nó đàn hồi tốt khi chịu lực tác dụng. Thay vì gãy đột ngột, vật liệu có thể cong dưới áp lực, qua đó hấp thụ một phần năng lượng và hạn chế nguy cơ vỡ. Đặc tính này tạo nên khác biệt quan trọng giữa kính kim loại và kính truyền thống, vốn thường chuyển nhanh từ trạng thái nguyên vẹn sang vỡ nát. Phiên bản đầu tiên của kính kim loại mới chỉ gồm vài thanh kính nhỏ, mỗi thanh có đường kính khoảng một milimét. Sau đó, các chuyên gia của Viện Công nghệ California bổ sung bạc vào hỗn hợp, giúp đường kính những thanh kính tăng lên sáu milimét. Dù kích thước vẫn còn khiêm tốn, sự cải thiện này cho thấy thành phần vật liệu có thể ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chế tạo mẫu lớn hơn. Kính kim loại cần được làm nguội thật nhanh trong quá trình sản xuất để giữ lại độ cứng cùng khả năng đàn hồi cần thiết. Yêu cầu làm nguội đặc biệt này khiến vật liệu khó phát triển thành những khối có đường kính lớn, bởi phần bên trong không dễ nguội đồng đều. Giới hạn công nghệ ấy hiện vẫn là trở ngại đáng kể, dù các kết quả ban đầu đã chứng minh tiềm năng rất rõ ràng. Ritchie cùng các đồng nghiệp tin rằng công trình có thể dẫn tới sự ra đời của nhiều loại kính bền hơn trong tương lai. Nếu vượt qua được giới hạn kích thước, kính kim loại có thể trở thành lựa chọn đáng chú ý cho những ứng dụng cần độ trong suốt, độ cứng và khả năng chịu lực. Từ một vật liệu nổi tiếng vì dễ vỡ, kính đang được các nhà khoa học biến đổi thành sản phẩm có thể cong, chịu đòn và bền hơn thép.